1. Что такое оптические приборы? Приведите примеры оптическихприборов.
Оптические приборы — это устройства, использующие свойства света для получения изображений, измерений или улучшения зрения. Примеры оптических приборов: лупа, микроскоп, телескоп, фотоаппарат, очки, бинокль.
2. Что означают слова «вооружить глаз»? Какие приборы, вооружающие глаз, вам известны?
«Вооружить глаз» означает улучшить зрение, помочь глазу лучше видеть или рассматривать объекты, которые трудно различимы без помощи. Примеры таких приборов: лупа, очки, микроскоп, бинокль, телескоп.
3. Что такое угол зрения?
Угол зрения — это угол, под которым глаз видит какой-либо объект или группу объектов. Он зависит от расстояния до объекта и размеров объекта. Чем ближе объект, тем больше угол зрения.
4. Почему с помощью лупы удаётся увеличить угол зрения при рассмотрении мелких предметов?
Лупа увеличивает угол зрения, создавая увеличение изображения объекта, благодаря своей выпуклой линзе, которая фокусирует световые лучи, идущие от предмета, таким образом, что глаз видит объект под большим углом. Это позволяет рассматривать мелкие детали.
5. Как устроен микроскоп? Объясните, используя рисунок 171, ход лучей в микроскопе.
Микроскоп состоит из двух линз: объектива и окуляра. Объектив собирает свет, проходящий через объект, и фокусирует его, создавая увеличенное изображение. Окуляр затем увеличивает это изображение, позволяя глазному зрению рассматривать его с большего расстояния. Лучи проходят через объектив, а затем через окуляр, увеличиваясь на каждом этапе.
6. Для чего служат телескопы? Объясните, используя рисунок 172, ход лучей в телескоперефракторе.
Телескопы используются для наблюдения удалённых объектов, например, астрономических объектов. В телескопе-рефракторе используются две линзы: объектив, который собирает свет и фокусирует его, и окуляр, через который наблюдатель видит увеличенное изображение. Лучи света проходят через объектив, а затем через окуляр, чтобы создать увеличенное изображение.
7. Как устроен телескопрефлектор?
Телескоп-рефлектор использует зеркала вместо линз. Он состоит из главного зеркала, которое собирает свет и фокусирует его в одной точке, и вторичного зеркала, которое отклоняет световые лучи в окуляр. Это позволяет уменьшить аберрацию и сделать телескоп более компактным.
8. Охарактеризуйте изображения, получаемые с помощью микроскопа, телескопа и фотоаппарата.
Микроскоп даёт увеличенное изображение мелких объектов, часто в обратном положении. Телескоп используется для наблюдения удалённых объектов, обычно астрономических, и даёт увеличенное изображение этих объектов. Фотоаппарат фиксирует изображение объекта на плёнке или цифровом носителе, получая реальное изображение, которое может быть как увеличенным, так и уменьшенным в зависимости от типа объектива и настройки.
1. Какая из двух луп, изображённых на рисунке 174, имеет большее фокусное расстояние?
Для ответа на этот вопрос нужно учесть, что фокусное расстояние линзы зависит от её кривизны и показателя преломления материала линзы. Лупа с более слабой кривизной линзы или меньшим показателем преломления материала будет иметь большее фокусное расстояние. Обычно более толстая линза, с большим радиусом кривизны, будет иметь меньшее фокусное расстояние, чем более плоская линза.
2. Зеркала телескоповрефлекторов шлифуют с очень высокой точностью: до долей микрометров. Подумайте и объясните, зачем нужна такая высокая точность шлифовки.
Высокая точность шлифовки зеркал телескопов необходима для того, чтобы избежать искажения изображений, создаваемых телескопом. Даже малые погрешности в форме зеркала могут привести к значительному ухудшению качества изображений, поскольку такие ошибки могут вызывать аберрации (например, сферические аберрации), из-за которых световые лучи не собираются в точке фокуса. Чем точнее поверхность зеркала, тем качественнее и резче будет изображение, получаемое телескопом.
Первая зрительная труба (телескоп) — труба Галилея — состояла из собирающей и рассеивающей линз. Начертите принципиальную оптическую схему трубы Галилея, постройте ход лучей в ней. Охарактеризуйте изображение, получаемое с помощью трубы Галилея
Труба Галилея состоит из собирающей линзы и рассеяющей линзы. Рассеяющая линза используется для создания виртуального изображения, которое наблюдается через собирающую линзу.
Принципиальная оптическая схема трубы Галилея:
Линза 1 (собирающая): Находится на одном конце трубы. Она собирает световые лучи и фокусирует их в определённой точке, создавая реальное изображение. Линза 2 (рассеивающая): Находится у глаза наблюдателя. Эта линза рассеивает световые лучи, превращая реальное изображение в виртуальное, которое воспринимается наблюдателем. Ход лучей:
Свет от наблюдаемого объекта проходит через собирающую линзу. Линза фокусирует лучи и создаёт реальное изображение в точке фокуса. Это изображение проходит через рассеивающую линзу, которая изменяет ход лучей, создавая виртуальное изображение. Наблюдатель видит это виртуальное изображение, которое кажется ему более удалённым. Характеристика изображения:
Изображение: В трубе Галилея изображение всегда прямое, но оно уменьшено и виртуальное (находится за объективом).